以全液压驱动的七自由度重载机械臂为研究对象,首先根据牛顿-欧拉迭代算法建立七自由度液压重载机械臂的动力学方程并线性化处理,得到由关节运动状态、关节力矩值和最小惯性参数集组成的线性表达式;然后将机械臂按照改进的有限项傅里叶级数激励的轨迹模型进行工作实验,把实验中采集到的运动数据带入线性化处理后的动力学方程中,通过最小二乘法完成待辨识参数的计算并进行验证;最后用辨识出的动力学参数构建更为准确的液压重载机械臂的动力学模型,并制定基于动力学模型的力矩前馈补偿控制策略,同时与传统三环比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制方法进行实验对比分析,验证说明基于动力学模型的前馈控制机制能有效提高液压重载机械臂的轨迹跟踪精度。

基于现行液压爬升机成本高、提升效果不佳等缺点,研究了一种受力均衡、工作稳定的液压爬升机。首先,介绍新型液压爬升机的结构设计和工程过程,其次运用动力学分析软件ADAMS对液压爬升机进行动力学分析,得出液压爬升机主要零部件爬升杆和棘爪的动力学特性,最后根据有限元理论、疲劳可靠性线性损伤累积理论运用分析软件workbench对新型液压爬升机棘轮和棘爪进行应力分析和疲劳可靠性分析,得出液压爬升机主要零部件疲劳可靠性寿命。该分析对液压爬升机的研发具有一定的指导意义。

提出了一种基于拉格朗日方程的恒压变量航空柱塞泵主轴和斜盘耳轴驱动力矩分析方法。针对柱塞泵主轴和斜盘耳轴旋转2个运动自由度,不考虑柱塞/转子、柱塞/滑靴、滑靴/斜盘、转子/主轴4对刚体约束副之间的约束力,建立了斜盘和主轴的动力学分析方程组。航空柱塞泵通常设计为具有斜盘偏心距和交错角的特殊结构。在运动学特性分析基础上,对主轴和斜盘耳轴驱动转矩进行了计算,并分析了斜盘交错角和偏心距对斜盘驱动力矩的影响。最后,通过对比理论方法和试验结果,证明了所提方法的准确性和有效性。与传统力学分析的解析方法及基于仿真模型的仿真方法相比,拉格朗日方法快捷、高效、结果准确,可用于航空柱塞泵的脉动、振动、寿命分析以及故障诊断和质量状态评估。

针对典型航空柱塞泵结构形式,提出了一种基于达朗贝尔原理的刚体动力学分析方法。分别针对柱塞泵滑靴、柱塞、斜盘、转子、主轴、配流盘6个刚体对象,考虑柱塞/转子、柱塞/滑靴、滑靴/斜盘、转子/主轴、转子/配流盘、斜盘耳轴/安装座6对约束副之间的约束力,建立了完整的柱塞泵运动部件动力学分析方程组。与基于拉格朗日方法的动力学分析方法相比,建立的方程组能够通过一个计算流程,对包含约束力在内的泵运动刚体所有力学特性进行分析。最后,以某11柱塞航空液压柱塞泵为对象,基于计算工具,解算得到了包含166个动力学相关变量的数值解,证明了提出方法的有效性。

基于数字孪生技术,建立支顶掩护式液压支架的数字化样机,对支顶掩护式液压支架进行研究。应用ADAMS软件对支顶掩护式液压支架进行运动学分析,得到顶梁的运动特征曲线。在此基础上,对支顶掩护式液压支架进行动力学仿真,得到右前连杆与底座铰链处所受合力随时间的变化情况。所做研究可以为支顶掩护式液压支架的优化设计提供参考。

应用旋量理论建立了SCARA机器人的运动学模型，并以此为基础建立动力学模型。此方法融合了拉格朗日，牛顿一欧拉法以及旋量的特点，易于求解。简要讨论了动力学与机器人轨迹精度。

以压床六杆机构为研究对象，利用Simulink建立了动力学仿真模型，设置初始参数后进行了仿真，得到仿真结果。该方法把用户从烦琐的数学计算中解放出来，提高了求解速度，保证了求解精度。

详细分析了斜柱塞的运动学及动力学特性，并通过建立斜柱塞及直柱塞SIMULINK仿真模型，比较分析了斜柱塞及直柱塞的运动学及动力学特性，同时列出了斜柱塞给柱塞泵带来的好处及坏处。

给出了液压机械连续无级传动的动力学方程,该系统属于二阶振荡系统.试验结果表明,采用带死区、积分饱和抑制的增量式数字PID控制算法,可以实现液压机械连续无级传动装置的无级调速功能,使发动机工作在最佳工作点上.

为了降低液压挖掘机进行精整作业时的手动操作难度,对某型液压挖掘机的工作装置进行了二自由度的动力学分析,建立了其动力学方程;通过测试试验,给出了控制阀死区补偿方法,PID参数设置方法和数值;并在上述参数下进行了仿真实验.结果表明,当铲斗末端跟踪的设定水平直线长度为2500 mm,铲斗水平跟踪速度为107 mm/s时,其精度可以控制在120mm之内,达到一般熟练工人的程度,证明了该控制方案是可行的.